模擬在國防訓練中不断变化的作用

國防部是一支獨特的多功能力量,平衡了聯邦戰事的準備和州級的災難。 为了满足這些兩重需求,訓練必須既严格又有适应性。 仿真技術已經從實驗工具轉向了國防部訓練的環境核心。 通过提供安全、可重复和可衡量的練習環境,這些系統可以讓士兵建立肌肉記憶、敏锐的決定力,以及排練出稀有但又重要的事件,而不需要大规模實戰的后勤承擔。

仿真不能取代野戰訓練;它可以增加實戰訓練。 例如,陸軍的合成訓練環境(STE)計畫旨在將實戰、虛擬和建设性(LVC)訓練整合到一個無缝的连续體中。 國防隊及其分散的單位和有限的訓練預算,將從此得到巨大的利益。 仿真器可以降低燃料成本、彈藥支出和车辆穿戴,同时也可以讓單位在他們手頭可能沒有的裝備上訓練習,比如在複雜的城市环境中的攻擊直升机或軍用工作犬隊。

除了成本节约外,模拟還涉及一個關鍵的準備性差距:實驗低頻率、高风险情景的能力。 自然灾害、網絡攻擊、內亂和化學溢出需要多個机构的协调。虛擬環境可以複製這些混亂的情況而不危及生命或財產,讓守衛者在安全空間失敗和學習。 這篇文章探索了在使用的具体技術、在州內各項計畫的實施、可衡量的成果、挑戰、以及國防衛軍訓練的模擬軌道。

核心仿真技術

國家衛隊利用了一系列的仿真技術,每種技術都适合不同的領域和培训目標。最突出的類別是虛擬實驗(VR )、 增強實驗(AR )、 建设性仿真和嚴肅的遊戲。 這些技術被日益合并到混合系統中,以建立更浸润和實際的訓練。

虛擬實際( VR) immersive 教練

士兵穿戴頭罩的展示, 完全用電腦產生的環境取代視場。 使用手控器或物理代碼( 如假槍), 他們可以移動、交流、 和與虛擬威脅交戰。 [[FLT: 0] U. S. 軍隊的集成視覺增強系統[[FLT: 1] 是一个显著的範例, 混合了VR覆蓋與現實世界的混合視覺。 IVAS包括夜視、熱感應器和全息圖指南, 并被部署到包括國家衛隊在内的軍隊接受近距离戰訓練。

VR 在任務排練中非常出色, 環境複雜。 例如, 加州國防隊使用VR城市戰鬥模拟器, 以复制士兵可能部署的特定鄰居。 受訓者可以在符合預期操作區的环境下練習房間清空、傷员疏散和接戰規則。 軍事研究實驗室的研究表明, VR 訓練的士兵在戰術技能上與那些接受過物理模擬的士兵相比, 相當或更好的保留, 每一次重試的成本要低得多 。

策略覆蓋的增強現實( AR)

VR 取代環境, AR 補充它。 在訓練中, AR 眼鏡或光學觀察器可以把导航路點、友好的士兵偶像或危險警告投射到現實世界。 這對實際世界的實際演習具有特別的價值。 實際地形的感知性需要單位進行协调,而不會失去。 紐約警衛隊的AR 實驗程序使用Microsoft HoloLens 標示搜索和救援演習中的空降區和集合點。 相對於傳統的紙面圖和電台呼叫, 學者們報告了更好的情勢感和更快的決定。

AR 也讓後進檢查(AAR)可以記錄數位覆蓋的活動。 教官可以從任何士兵的角度重放一次演習, 准确顯示決定的時間和位置。 這個由數據導引的回應回應圈可以加速學習, 有助于在衛隊的地理上分離的單位上使戰術标准化。

電腦和建構模擬

建構模擬涉及遵循文稿或AI 驱动行為的電腦產生的实体。 程式如 [[FLT: 0]] 一個半自动軍 [[FLT: 1] 和 [[FLT: 2] 共同土地元件建構訓練能力 [JLCCTC] 被衛兵使用來模拟營级操作。戰術行動中心的士兵向虛擬單位發佈命令, 而電腦產生的友好和敵人力量則會做出反應。 這項程式訓練了員技能,如火力支援协调、后勤规划和情報整合, 都不用單一輛車。

軍方的Games for Training程式使用商業遊戲引擎(例如不真實)來製造像的軍事模擬:虛擬戰場3(VBS3). VBS3是世界上使用最廣泛的軍事模擬,也是守衛機場的标准。它支持散裝步兵、乘車員,甚至醫療疏散方案。它的成本低廉且易於設置,因此是周末操练的理想。

活的 - 生的 - 建(LVC)

邊界是LVC, 實戰中有裝備武器和感應器的實戰士兵與虛擬實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實實實實實實實實實實實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實驗實實實實實驗實實驗實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實實

各州方案的执行情况:案例研究

國家衛隊的行動有一定的自主性,

加州:城市戰鬥VR排練

加州陸軍國防部在聖路易斯奧比斯波營營營運了 城市訓練環境。這個系統使用360度浸射影院和单个的VR頭盔。 士兵列車执行建筑清潔和警戒搜查等任務。 2023年,加州軍方部的報告指出, 在實射演習前引入了VR预训后, 時間的第一通道精度提高了35%。 模拟器也大大缩短了建立每一次迭代的所需時間 — 分數和實體模擬的時數。

加州也使用VR來準備野地火災管理。 士兵們戴著假裝直升机插入、煙雾能見度和電台通信故障的耳機。 這可以讓他們在太危險的情況下實際上排練出事件指令程序。

澳門抗災措施

紐約軍隊的國防衛隊與奧爾巴尼大學的小型系統集成及裝備中心合作,共同研制AR 覆蓋物以應急應急。 在一年一度的國防防演练中,士兵們用AR眼鏡查看污染區、消毒走廊和傷员收集點。 系統將根据行動後的資料來找出安全路線的時間减少了40%。 紐約自此將AR 整合到年度洪災應急訓練中,衛兵可以使用虛擬標誌來進行游擊和疏散协调,以表示洪水水平和结构完整性。

德州:旅員建設模擬

德克薩斯州國防軍旅使用Brigade/Battalion模拟(BBS)系統,它取代了OneSAF。在一年一度的訓練中,旅員在數位地圖上使用一個机动指揮所操作,而敵軍在數位地圖上行動。這項系統注入了像車輛故障、化學攻擊和平民難民流等事件。這在参谋中建立了同情心和快速的決定。國防軍雜誌中的一篇2024篇文章强调了德克薩斯州如何利用BBS來準備向中東部的动员,並不按標準的授權時間排出。

瑪麗蘭: VR 醫學模擬

瑪麗蘭空軍第175醫療團隊使用VR來進行戰術傷情护理(TCC)訓練。醫師們在使用止血帶、空管和胸章等虛擬傷者時會使用假裝的戰鬥耳機。 感應器會追蹤手術和時間。這不但會訓練醫療技能,而且會測試壓力接种。 該單位在之後的實驗證道上報告了50%的嚴重錯誤。他們現在已經擴大了VR醫療訓程,包括了大面积傷事件分類,與本州的民事支援任務一致。

佛羅里達州:飓风反應模擬

佛羅里達的衛兵有對飓风的反應史。他們用建築和VR元素來訓練联络官和工程兵。 在建築模組中,虛擬的飓风道路被覆蓋在真正的基础设施模型上,迫使各隊決定預置补给的位置。 VR模組把士兵安置在模拟的淹水區,他們要航行殘骸,找到幸存者,并与平民救援隊协调。 這種雙管齐下的方法改善了衛兵工程師和平民应急管理員的交叉訓練。

警衛訓練中模擬的可衡量效益

實驗資料一致地顯示,仿真提供比方便更能提供更多,直接地說,它能改善戰地的性能。 以下利益得到了軍隊、RAND公司和內部警衛研究的支援。

成本

2022年的《模拟學報》中,VR實驗的實射實驗費在彈藥、燃料、交通和射程費方面相當的10%。 對於常常要前往遠方訓練中心的國防隊,节省的更多。加州警衛隊估計每場VUTE會議省下8000美元,而同樣的實驗也只會耗費。一年來,這相当于兩百萬多美元。

改善保留和技能衰竭的预防

軍事研究所的研究表明,模擬訓練比教室教練更能保留20-30%的程序工作。 在電臺操作或汽車拆卸等工作上,數周內的VR實習會比一次實習會更有效地防止技能衰竭。 警衛的兼职性意味士兵在操練中可以進行數月的演習,在家庭站的模擬可以保持熟练度。

安全和减少风险

實戰訓練本身就包含著危險—— 车辆事故、武器失火、熱傷。模擬完全消除了某些訓練阶段的這些危險。 2023年 国防部安全報告[指出,使用仿真機突擊或實戰协调等高风险任务的單位在那些方面沒有與訓練相關的死亡,而同年常规的實戰訓平均有4人。

伸缩性和一致性

模擬讓數十名士兵可以同时在相同的情況下訓練。 這使跨州的訓練品質标准化,這對共同动员的單位尤为重要。 國防局的分發訓練技術辦公室[ 經營聯邦模擬網路,連接州軍營,可以不經游玩而共同演習。 2023年,30个州利用此網路,參與了一個團體的虛擬災難反應演练。

挑戰和限制

對於實際實際的執行計劃, 承認這些對實際實際的執行計劃至关重要。

设备和基础设施成本

高端 VR 系統和 LVC 網路需要大量的前期投資。 裝備完善的 VR 實驗室可以耗費25萬美元到50萬美元。 雖然比實戰坦克範圍便宜,但這常常不在典型的州內預算。 國防授權法[ 提供了一些專門的仿真資金,但与其他现代化优先項的競爭仍然存在。

疾病和身体限制

少數使用者( 估計 10– 15% ) 在 VR 中經歷了網路病症、眼痛或失明。 這可能限制訓練的時間,需要小心校准。 更新率高且持久性低的耳機可以減少這些效果,但並沒有被淘汰。 軍方的IVAS程式在2023年因使用者不适的報告而停戰,表明在生理上正在遇到的挑戰。

培训教员

模擬操作員和教官需要專業技能來建立情景、管理系統、將模擬與實驗訓練相融合。 2024年政府紀念局(GAO)的軍事訓練與模擬[ 報告強調, 警衛隊缺乏一個專業的模擬技師, 導致高更替率及未充分利用的裝備。 有些州通过雇用承包商來減輕了這一點, 但這增加了成本。

忠告与相关性

高真假模擬器( 如全動飛行模擬器) 成本高昂且很難維持。 低真假工具( 如平板遊戲) 可能不足以讓您轉移到真正的工作。 守衛必須平衡忠誠與成本, 有時最好的訓練工具是沙桌討論。 過份依赖仿真也会导致過份自信或錯失感官點( 如嗅覺、 溫度、 疲勞) , 只能由實際訓練提供 。

安全和數據處理

模擬通常會使用敏感的操作資料或現實世界地理空间影像。 訓練網路的網路安全是新發表的問題, 特別是當守衛隊向著以雲为基础的模擬。 突破可能暴露敏感基础设施的戰術方法或位置。 單位必須遵守 国防部的網路安全成熟度模型认证[ 指南, 增加了行政管理管理。

未来方向和新趋势

國防部隊將在科技成熟時採用下一代仿真能力。

人工智能-Driven對手(OPFOR)

目前的建設模擬使用腳本行為。 AI驱动的代理可以從實際的訓練中學習實際的戰術。 這會產生不可预测的高壓訓練, 和面對現實對手的類似。 軍方的 人工智能整合中心[AI2C] 正在為STE發展适应性OPFOR。 衛兵可以以较低的成本從中獲益, 因為AI OPFOR不需要角色扮演者。 2024年俄亥俄州國衛隊的實驗方案在穩定行動中用AI來產生平民的行為。

快速回應和多感測模擬

克服缺乏體能感覺、 短暫背心、 手套和全身服。 這些系統可以模拟武器後座、 車體震動或爆炸的影響。 這些系統與氣味產生器( 如煙、 燃料、 血液) 相配合, 接近完全浸泡。 防衛先進研究計畫局( DARPA) WARpV 程式[[FLT: 1] 設計在2027年將手提短暫訓練服提供给單位。

跨域和联合模擬

未來的衝突將是多域的, 土地、空空、空間和網路。 警衛必須與其它服務和民用機構一起訓練。 聯合模擬環境(JSE) 是海軍領導的平台, 讓F-35機師和海豹隊可以一起實際地訓練。 擴大到包括警衛地面單位和國家緊急服務, 就能實際地進行全政府演習。 國防局正在探索一個以雲為主的联合模擬入口, 可以連接所有54個州和地區。

机动和可部署的训练工具箱

未來是可動的。 可以空运到軍事機場或部署海外的集装箱化仿真實驗室正在發展。 軍事快速能力和关键技術辦公室[ 正在建造一個飛行式的VR裝備, 符合兩件Pelican 的病例, 可在30分鐘內建立。 这将使警衛隊在前往动员地或遠方的路上能訓練。 2025年將有初步的操作能力。

与操作系統的整合

訓練與行動之間的線線會模糊。 用于任務排练的模擬器可以連接真正的指令與控制系統。 例如, 警衛旅的模擬可以接受衛星影像和敵人的接觸, 將訓練方案變成真正的計劃工具。 這個概念叫做「 繼續訓練 」 , 表示單位可以在執行實際任務之前先用現實世界的資料來訓練。 北卡羅來納警衛隊的實際方案已經用此方法來應對飓风。

結論: 仿制成國防部隊的乘法器

仿真技術並非取代野戰訓練,而是增强戰備能力、降低成本和拯救生命的乘力。 國防部獨有的兼职结构和雙州/聯邦任務要求有灵活、可伸展的訓練方案。 VR、AR、建设性仿真和LVC整合已經在戰術能力、員工协调和災難應應應方面提供了可衡量改善。

國防部隊在設備成本、教官專業和網路病症方面仍會遇到挑戰,但目前的軍事投資和科技進步都將降低阻礙。 随着AI、hoptics和聯合仿真的演化,國防部隊將可以在任何地方、任何時間,甚至任何家庭武器上,為任何任務都提供训练。 國防部隊、大學和工業部隊(例如 奧爾巴尼大學[和紐約警衛隊的協調是未來創新模式。

保持這股勢力需要繼續資金、更新訓練教義,以及用嚴格的衡量尺度來估量仿真效果。 對國家衛隊來說,仿真不只是一個工具,在資源有限和威脅複雜的時代保持敏捷、隨時待命的兵力是战略上的必要。 衛隊深思熟虑地和持續地接受這些技術,确保士兵和空軍做好下一步的準備。